#metric-differential-privacy

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👥 作者: Ruiyao Liu, Chenxi Qiu

本文研究度量差分隐私(metric differential privacy, mDP)机制的可扩展构造问题。mDP 适合定义在结构化的秘密域上(例如路网、地理网格、坐标空间),因为它的隐私保证随秘密值之间的度量距离变化,比标准差分隐私更贴合位置类数据。但现实中的目标域往往规模庞大且粒度极细,直接在该域上构造同时兼顾隐私与效用的机制,计算开销通常高到不可接受。作者因此系统研究『扩展式』mDP 设计:先在规模有限的种子记录集合上指定一个机制,再把它扩展到更大的目标域,而不是一次性针对全域求解。作者指出,据其所知,这是首个把『扩展』作为 mDP 通用设计范式(而非某个具体方法的附带构造技巧)加以形式化的工作。为此,论文提出一个基于图的扩展框架:把种子记录与目标域元素组织成图结构,并给出保证正确性的三项条件——局部 mDP 约束(种子层面各自满足 ε-mDP)、重叠一致性(不同种子扩展在重叠区域给出的结果必须一致,从而全局机制良定义)、以及后继层 mDP 保持(扩展过程中隐私参数不被稀释)。论文证明,在上述条件成立时,由种子机制诱导出的全局机制是良定义的,并在目标域上满足 ε-mDP。作者进一步用面向多分辨率网格的树形扩展算法实例化该框架,其中多维扩展通过一维插值加逐维组合来实现,从而把高维构造成本降到可接受范围。在道路网数据集上的实验显示,该方法在保持精确 mDP 保证的同时取得了较强的效用—可扩展性折衷。论文定位为方法论与理论贡献,适合隐私保护数据发布、位置隐私、地理不可区分性机制设计方向的研究者与工程实现者阅读。

💡 推荐理由: 位置与结构化域上的隐私机制长期受制于细粒度全域构造的计算开销,本文把『先种子、后扩展』形式化为可证明正确的通用范式,并给出可验证的三项条件,使大规模路网/网格部署 ε-mDP 机制在工程上更可行。

🎯 建议动作: 研究跟进

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